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HormonsekretionBearbeiten

Die Nieren sezernieren eine Vielzahl von Hormonen, darunter Erythropoietin, Calcitriol und Renin. Erythropoetin wird als Reaktion auf Hypoxie (niedriger Sauerstoffgehalt im Gewebe) im Nierenkreislauf freigesetzt. Es stimuliert die Erythropoese (Produktion von roten Blutkörperchen) im Knochenmark. Calcitriol, die aktivierte Form von Vitamin D, fördert die intestinale Aufnahme von Calcium und die renale Rückresorption von Phosphat. Renin ist ein Enzym, das den Angiotensin- und Aldosteronspiegel reguliert.

Aufrechterhaltung der Homöostase

Die Niere ist für die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts der folgenden Substanzen verantwortlich:

Der Körper ist sehr empfindlich gegenüber seinem pH-Wert. Außerhalb des lebensverträglichen pH-Bereichs werden Proteine denaturiert und verdaut, Enzyme verlieren ihre Funktionsfähigkeit, und der Körper ist nicht in der Lage, sich selbst zu erhalten. Die Nieren halten die Säure-Basen-Homöostase aufrecht, indem sie den pH-Wert des Blutplasmas regulieren. Gewinne und Verluste von Säuren und Basen müssen ausgeglichen werden. Säuren werden in „flüchtige Säuren“ und „nichtflüchtige Säuren“ unterteilt. Siehe auch titrierbare Säure.

Der wichtigste homöostatische Kontrollpunkt zur Aufrechterhaltung dieses stabilen Gleichgewichts ist die renale Ausscheidung. Die Niere wird durch die Wirkung von Aldosteron, antidiuretischem Hormon (ADH oder Vasopressin), atrialem natriuretischem Peptid (ANP) und anderen Hormonen dazu angehalten, Natrium auszuscheiden oder zurückzuhalten. Abnormale Bereiche der fraktionierten Ausscheidung von Natrium können auf eine akute tubuläre Nekrose oder eine glomeruläre Dysfunktion hindeuten.

Säure-Basen-Haushalt

Zwei Organsysteme, die Nieren und die Lunge, halten die Säure-Basen-Homöostase aufrecht, d. h. die Aufrechterhaltung des pH-Wertes um einen relativ stabilen Wert. Die Lunge trägt zur Säure-Basen-Homöostase bei, indem sie die Kohlendioxid (CO2)-Konzentration reguliert. Die Nieren haben zwei sehr wichtige Aufgaben bei der Aufrechterhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichts: die Rückresorption und Regeneration von Bikarbonat aus dem Urin und die Ausscheidung von Wasserstoffionen und fixierten Säuren (Anionen von Säuren) in den Urin.

Osmolalität

Die Nieren helfen, den Wasser- und Salzspiegel des Körpers aufrechtzuerhalten. Jeder signifikante Anstieg der Plasmaosmolalität wird vom Hypothalamus erkannt, der direkt mit dem Hypophysenhinterlappen kommuniziert. Ein Anstieg der Osmolalität veranlasst die Drüse zur Ausschüttung von antidiuretischem Hormon (ADH), was zu einer Wasserrückresorption durch die Niere und einem Anstieg der Urinkonzentration führt. Die beiden Faktoren wirken zusammen, um die Plasmaosmolalität wieder auf den normalen Wert zu bringen.

ADH bindet an die Hauptzellen im Sammelkanal, die Aquaporine an die Membran translozieren, wodurch Wasser die normalerweise undurchlässige Membran verlassen und durch die Vasa recta in den Körper rückresorbiert werden kann, wodurch das Plasmavolumen des Körpers erhöht wird.

Es gibt zwei Systeme, die eine hyperosmotische Medulla erzeugen und so das Plasmavolumen des Körpers erhöhen: Harnstoff-Recycling und der „Einzeleffekt“

Harnstoff wird normalerweise als Abfallprodukt über die Nieren ausgeschieden. Bei niedrigem Blutplasmavolumen und Ausschüttung von ADH sind die geöffneten Aquaporine jedoch auch für Harnstoff durchlässig. Dadurch kann Harnstoff den Sammelkanal in die Medulla verlassen, wodurch eine hyperosmotische Lösung entsteht, die Wasser „anzieht“. Harnstoff kann dann wieder in das Nephron eintreten und ausgeschieden oder recycelt werden, je nachdem, ob noch ADH vorhanden ist oder nicht.

Der „Einzeleffekt“ beschreibt die Tatsache, dass das aufsteigende dicke Glied der Henle-Schleife nicht durchlässig für Wasser, aber durchlässig für Natriumchlorid ist. Dies ermöglicht ein Gegenstrom-Austauschsystem, bei dem das Mark zunehmend aufkonzentriert wird, gleichzeitig aber ein osmotischer Gradient aufgebaut wird, dem Wasser folgen kann, wenn die Aquaporine des Sammelkanals durch ADH geöffnet werden.

BlutdruckBearbeiten

Obwohl die Niere das Blut nicht direkt wahrnehmen kann, hängt die langfristige Regulation des Blutdrucks überwiegend von der Niere ab. Dies geschieht vor allem durch die Aufrechterhaltung des extrazellulären Flüssigkeitskompartiments, dessen Größe von der Plasmanatriumkonzentration abhängt. Renin ist der erste in einer Reihe von wichtigen chemischen Botenstoffen, die das Renin-Angiotensin-System bilden. Veränderungen im Renin verändern letztlich die Produktion dieses Systems, hauptsächlich die Hormone Angiotensin II und Aldosteron. Jedes Hormon wirkt über mehrere Mechanismen, aber beide erhöhen die Absorption von Natriumchlorid durch die Niere, wodurch das extrazelluläre Flüssigkeits-Kompartiment erweitert und der Blutdruck erhöht wird. Wenn der Reninspiegel erhöht ist, steigen die Konzentrationen von Angiotensin II und Aldosteron an, was zu einer erhöhten Natriumchlorid-Rückresorption, einer Erweiterung des extrazellulären Flüssigkeitskompartiments und einem Anstieg des Blutdrucks führt. Umgekehrt sinken bei niedrigen Reninspiegeln die Angiotensin-II- und Aldosteronspiegel, wodurch sich das extrazelluläre Flüssigkeitskompartiment zusammenzieht und der Blutdruck sinkt.

Glukosebildung

Die Niere ist beim Menschen in der Lage, Glukose aus Laktat, Glycerin und Glutamin zu produzieren. Die Niere ist für etwa die Hälfte der gesamten Gluconeogenese beim nüchternen Menschen verantwortlich. Die Regulation der Glukoseproduktion in der Niere wird durch die Wirkung von Insulin, Katecholaminen und anderen Hormonen erreicht. Die renale Gluconeogenese findet in der Nierenrinde statt. Das Nierenmark ist aufgrund des Fehlens der notwendigen Enzyme nicht in der Lage, Glukose zu produzieren.